Технологический процесс

Технологи́ческий проце́сс (сокращенно ТП) — это упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

«Технологический процесс» — это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.

— ГОСТ 3.1109-82

Практически любой технологический процесс можно рассматривать как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных (в пределе — элементарных) технологических процессов.

Элементарным технологическим процессом или технологической операцией называется наименьшая часть технологического процесса, обладающая всеми его свойствами. То есть это такой ТП, дальнейшая декомпозиция которого приводит к потере признаков, характерных для метода, положенного в основу данной технологии. Как правило, каждая технологическая операция выполняется на одном рабочем месте не более, чем одним сотрудником. Примером технологических операций могут служить ввод данных с помощью сканера штрих-кодов, распечатка отчета, выполнение SQL-запроса к базе данных и т. д.

Технологические процессы состоят из «технологических (рабочих) операций», которые, в свою очередь, складываются из «технологических переходов».

Виды техпроцессов

В зависимости от применения в производственном процессе для решения одной и той же задачи различных приёмов и оборудования различают следующие «виды техпроцессов»:

• Единичный технологический процесс (ЕТП) — технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.
• Типовой технологический процесс (ТТП) — технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
• Групповой технологический процесс (ГТП) — технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

В промышленности и сельском хозяйстве описание технологического процесса выполняется в документах, именуемых операционная карта технологического процесса (при подробном описании) или маршрутная карта (при кратком описании).

• Маршрутная карта — описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали.
• Операционная карта — перечень переходов, установок и применяемых инструментов.
• Технологическая карта — документ, в котором описан: процесс обработки деталей, материалов, конструкторская документация, технологическая оснастка.

Технологические процессы делят на «типовые» и «перспективные».

• «Типовой» техпроцесс имеет единство содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструкторскими принципами.
• «Перспективный» техпроцесс предполагает опережение (или соответствие) прогрессивному мировому уровню развития технологии производства.

Управление проектированием технологического процесса осуществляется на основе маршрутных и операционных технологических процессов».

• «Маршрутный технологический процесс» оформляется маршрутной картой, где устанавливается перечень и последовательность технологических операций, тип оборудования, на котором эти операции будут выполняться; применяемая оснастка; укрупненная норма времени без указания переходов и режимов обработки.
• «Операционный технологический процесс» детализирует технологию обработки и сборки до переходов и режимов обработки. Здесь оформляются операционные карты технологических процессов.

Этапы ТП

Технологический процесс обработки данных можно разделить на четыре укрупненных этапа:

• «Начальный или первичный». Сбор исходных данных, их регистрация (прием первичных документов, проверка полноты и качества их заполнения и т. д.) По способам осуществления сбора и регистрации данных различают следующие виды ТП:
  • механизированный — сбор и регистрация информации осуществляется непосредственно человеком с использованием простейших приборов (весы, счетчики, мерная тара, приборы учета времени и т. д.);
  • автоматизированный — использование машиночитаемых документов, регистрирующих автоматов, систем сбора и регистрации, обеспечивающих совмещение операций формирования первичных документов и получения машинных носителей; автоматический — используется в основном при обработке данных в режиме реального времени (информация с датчиков, учитывающих ход производства — выпуск продукции, затраты сырья, простои оборудования — поступает непосредственно в ЭВМ).
• «Подготовительный». Прием, контроль, регистрация входной информации и перенос её на машинный носитель. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод.
• «Основной». Непосредственно обработка информации. Предварительно могут быть выполнены служебные операции, например, сортировка данных.
• «Заключительный». Контроль, выпуск и передача результатной информации, её размножение и хранение.

О техпроцессе в компьютерном процессоре

Добрый день, уважаемые любители компьютерного железа. Сегодня мы поговорим о том, что такое техпроцесс в процессоре. На что влияет данная величина, как помогает при работе компьютера, за что отвечает и так далее.

Начать хотелось бы с того, что процессоры состоят из транзисторов. Под крышкой теплораспределителя находится сам кристалл ЦП на кремниевой подложке, в состав которого входит миллиарды миниатюрных транзисторов. О внутренностях CPU — в отдельной статье.

Их габариты настолько крошечные, что измеряются в нанометрах. Отсюда и берет свое начало величина.

Возьмем к примеру компанию AMD и ее процессорные ядра семейства Bulldozer и Liano, выполненные по нормам 32 нм. На площади кристалла размером всего 315 мм2 размещено 1,2 млрд транзисторов. Если сравнивать с более старой технологией 45 нм, в которой на подложке 346 мм2 находилось «только» 900 млн транзисторов – прогресс очевиден.

Уменьшение, а точнее оптимизация техпроцесса дает следующие преимущества:

• повышение итоговой производительности при идентичных характеристиках двух устройств (первый и второй процессор имеют, к примеру, 4 ядра мощностью 3 ГГц);
• снижение энергопотребления;
• возможность добавить дополнительные рабочие инструкции;
• повышение частот;
• увеличение количества ядер на одной подложке (они занимают меньше места);
• снижение затрат на изготовление чипов (на одной кремниевой болванке помещается больше процессоров).
• Увеличение кэш-памяти процессора (больше места на кристалле для установки модуля)

Текущий период разработки

Плавно подбираемся к современным разработкам и начнем со все еще актуального процесса 32 нм – эпоха Intel Sandy Bridge и AMD Bulldozer.

Синему лагерю удалось создать кристалл с частотой до 3,5 ГГц, на который можно поместить до 4 ядер и графический чип частотой до 1,35 ГГц. Также в чип встроили северный мост, PCI-E контроллер версии 2.0, поддержку памяти DDR3. Все ядра получили по 256 КБ кэша L2 и до 8 МБ L3. И все это размещалось на подложке 216 мм2

Красные же умудрились разместить на подложке до 16 процессорных ядер частотой до 4 ГГц с поддержкой передовых на 2011 год инструкций x86, ввести поддержку Hyper Transport и оснастить чипы поддержкой DDR3.

Переход на 22 нм осуществил только Intel, добавив своим продуктам Ivy Bridge и Haswell вроде Core i5, i7 и Xeon более высокую производительность при сниженном энергопотреблении. Архитектура не претерпела значительных изменений.Литография 14 нм подарила миру в 2017 году новый виток противостояния между AMD Ryzen и Intel Coffee Lake. В первом случае имеем совершенно новую архитектуру и признание во всем мире после многолетнего застоя. Во втором же – увеличение ядер на подложке в десктопном сегменте.

Дополнительно можно отметить снижение энергопотребления, добавление новых инструкций, снижение размера кремниевой пластины и повышение мощности в станах двух лагерей.Теперь ждем выход чипов, построенных по нормам 10 нм, который на данный момент доступен лишь в мобильном сегменте (Quallcomm Snapdragon 835/845, Apple A11 Bionic).

Intel признала, что её передовые 10-нм нормы уступают техпроцессам конкурентов

Корпорация Intel в прошлом году потратила значительные усилия, пытаясь доказать инвесторам, что занимает лидирующую позицию в технологии производства чипов. Компания заявляла в частности, что её будущий 10-нанометровый техпроцесс может обеспечить вдвое большую плотность транзисторов по сравнению с конкурирующими 10-нм нормами.

И хотя это утверждение Intel, вероятно, соответствует действительности, реальность такова, что конкуренты начали производство 10-нм кристаллов ещё в конце 2016 или в начале 2017 года, а собственный 10-нм техпроцесс Intel всё ещё не используется для выпуска массовой продукции. Огромная задержка Intel в освоении 10-нм норм означает, что сравнения Intel были бессмысленны, ведь её 10-нм технологии придётся соперничать уже с 7-нм нормами конкурентов.

На недавней международной конференции по полупроводниковым схемам (International Solid-State Circuits Conference, ISSCC) инженер Intel, по-видимому, признал проблемы, которые отдел маркетинга его корпорации не замечает: 10-нм технология Intel уступает 7-нм нормам конкурентов в одном из критических показателей.

Большинство компьютерных процессоров включают в себя тип чрезвычайно быстрой памяти, известный как SRAM. Поскольку SRAM представляет собой общую почти для всех процессоров структуру, на ней удобно сравнивать относительную плотность тех или иных технологий производства чипов. Особенно если ячейки, хранящие один бит, требуют одинакового количества транзисторов.

Итак, согласно данным Intel, однобитовая шеститранзисторная ячейка SRAM, произведённая с соблюдением её 10-нм норм, занимает 0,0312 квадратных микрометра площади кристалла. Конкурирующая одноразрядная шеститранзисторная ячейка SRAM, производимая по 7-нм техпроцессу Samsung, TSMC и GlobalFoundries, занимает соответственно 0,026, 0,0272 и 0,0296 квадратных микрометра.

Как можно видеть, 7-нанометровые технологии трёх упомянутых компаний весьма различаются между собой, но 10-нм нормы Intel существенно уступают им всем. Так вот, на прошедшей конференции и представитель Intel согласился, что произведённые по их техпроцессу 10-нм ячейки SRAM, «лишь» на 15 % уступают самым мелким из известных 7-нм ячеек.

Учитывая, что Intel всегда заявляла о значительном превосходстве над конкурентами с точки зрения плотности транзисторов на кристалле, это знаковое признание. В конечном счёте, потеря лидерства Intel в этой области является ещё одним признаком неудовлетворительной работы производственного подразделения компании. Небольшое отставание в плотности транзисторов при печати SRAM не подорвёт соотношение сил, но если тенденция продолжится, то в перспективе Intel вполне может уступить лидерство в области технологий производства полупроводниковых кристаллов.

Задержки Intel уже привели к переносу запусков (и, в некоторых случаях, к отмене) важных продуктов, что ухудшило позиции компании. Вдобавок с подобными задержками в освоении более тонких производственных норм столкнулась исключительно Intel — TSMC и Samsung последовательно соблюдали заявленные графики перехода на новые технологические процессы в течение целого ряда лет. И даже GlobalFoundries, которая исторически была не особенно надёжной производственной компанией, похоже, начинает исправляться.

И если сейчас компания Intel потеряла лидерство в плотности размещения транзисторов на кристалле (очень важный показатель), то в перспективе она вполне может утратить и прочие преимущества, например, в области производительности и энергоэффективности. Сегодня Intel стоит перед выбором: либо удвоить усилия по развитию и преобразованию своего производственного подразделения, пытаясь снова выйти в лидеры, либо постепенно свернуть собственную печать чипов, передав её сторонним компаниям. Но в первом случае есть вероятность неудачи и, соответственно, дальнейшей сдачи позиций в течение многих грядущих лет.

Несмотря на то, что техпроцесс напрямую не влияет на производительность процессора, мы все равно будем упоминать его как характеристику процессора, так как именно техпроцесс влияет на увеличение производительности процессора, за счет конструктивных изменений. Хочу отметить, что техпроцесс, является общим понятием, как для центральных процессоров, так и для графических процессоров, которые используются в видеокартах.

Основным элементом в процессорах являются транзисторы – миллионы и миллиарды транзисторов. Из этого и вытекает принцип работы процессора. Транзистор, может, как пропускать, так и блокировать электрический ток, что дает возможность логическим схемам работать в двух состояниях – включения и выключения, то есть во всем хорошо известной двоичной системе (0 и 1).

Техпроцесс – это, по сути, размер транзисторов. А основа производительности процессора заключается именно в транзисторах. Соответственно, чем размер транзисторов меньше, тем их больше можно разместить на кристалле процессора.

Новые процессоры Intel выполнены по техпроцессу 22 нм. Нанометр (нм) – это 10 в -9 степени метра, что является одной миллиардной частью метра. Чтобы вы лучше смогли представить насколько это миниатюрные транзисторы, приведу один интересный научный факт: » На площади среза человеческого волоса, с помощью усилий современной техники, можно разместить 2000 транзисторных затворов!»

Если брать во внимание современные процессоры, то количество транзисторов, там уже давно перевалило за 1 млрд.

Ну а техпроцесс у первых моделей начинался совсем не с нанометров, а с более объёмных величин, но в прошлое мы возвращаться не будем.